常用的几种残余应力测试法
1.切割法、套环法:
这两种方法的基本原理是一样的,就是在被测点附近,先贴上应变片,然后再用手锯或铣床,在这一点附近切割出方格线,使之与邻近部分分开以释放残余应力,并用应变片测出应变量,再计算出该点处的残余应力值大小。
2.盲孔法:
切割法和套环法具有较大的破坏性,因此目前应用较为广泛的残余应力测试方法是钻盲孔法。钻孔法测量残余应力就是在被测点上钻一小孔,使被测点的应力得到部分或全部释放,并由事先贴在小孔周围的应变计测得释放的应变量,再根据弹性力学原理计算出残余应力。钻孔的直径和深度都不大,不会影响被测构件的正常使用。并且这种方法具有较好的精度,因此它已成为应用比较广泛的残余应力测试方法之一。
3.X射线法:
X射线法测应力的基本原理是,利用X射线穿透晶粒时产生的衍射现象。在弹性应变作用下,引起晶格间距变化,使衍射条纹产生位移,根据位移的变化即可计算出应力来。
X射线法测应力的特点如下:
①它是一种无损测试方法。
②它测量的仅仅是弹性应变而不包括塑应变(因为工件塑性变形时其晶面间距并不改变,不会引起衍射线的位移)。
③被测面直径可以小到1~2mm。因此可以用于研究一点应力和梯度变化较大的应力分布。
④由于穿透能力的限制,一般只能测深度在10um左右的应力,所以只是表面应力。
⑤对于能给出清晰衍射峰的材料,例如退火后细晶粒材料,本方法可达10Mpa的精度,但对于淬火硬化或冷加工材料,其测量误差将增大许多倍。
4.磁测法:
磁测法测量残余应力是近年来发展起来的一种新方法,它具有较大的发展前途,设备简单、使用方便,它不仅可以测残余应力也可以测载荷作用下的应力。在磁场面的作用下,应力产生磁各异性,磁导率作为张量相似,通过传感器和一定电路,将磁导率的变化转为电信号,输出电流(或电压)反映应力值的变化。该方法测量误差与工件表面情况有关
振动消除应力系统技术参数
转数范围:2000 R/Min-8000 R/Min;
激振力调整范围:0-50KN;
电机额定功率:1500W;
适宜处理工件重量:≤100吨
稳速精度:±1R/Min;
加速度量程:0-50.0g;
电机额定电流:13A;
电机额定电压:150V;
供电电源电压:交流220V±10%,50HZ±4%;
绝缘等级:E级;
工作条件:环境温度:-10℃—+40℃;相对湿度:不大于80%(25℃)
振动焊接对焊接残余应力分布的影响
振动时效是在构件焊接完成后在常温下进行的。因此要使动应力和残余应力之和大于材料常温下的屈服极限(σS)则必须具有较大激振力。振动焊接是在焊接的整个过程中,包括降温过程在内,给被焊构件一个较轻微的振动,使焊缝在热状态下调整应变而改变热应力场,从而达到降低和均化应力。
§7—2 振动焊接对焊缝疲劳性能的影响
焊接结构的破坏大多数是疲劳破坏,而且疲劳破坏大多数发生在焊缝附近,这是近一**来人们所公认的。因为它是焊接结构普遍存在的问题。因此在研究振动焊接技术的时候必须研究振动焊接对疲劳性能的影响。在振动时效机理的研究中,已经实验证明:由於降低和均化了应力,使焊缝的疲劳性能增强,构件的疲劳寿命得到提高。振动焊接可以大幅度提高焊接结构件的疲劳寿命,提高率在70%以上,振动焊接确实是提高焊件疲劳寿命的有效方法。平台振动焊接(即不共振的振动焊接)提高疲劳寿命的效果优於共振的振动焊接。
振动消除应力系统技术参数
转数范围:2000 R/Min-8000 R/Min;
激振力调整范围:0-50KN;
电机额定功率:1500W;
适宜处理工件重量:≤100吨
稳速精度:±1R/Min;
加速度量程:0-50.0g;
电机额定电流:13A;
电机额定电压:150V;
供电电源电压:交流220V±10%,50HZ±4%;
绝缘等级:E级;
工作条件:环境温度:-10℃—+40℃;相对湿度:不大于80%(25℃)
振动时效对工件抗变形能力的影响
零件的变形不仅取决于残余应力的大小和分布,还与松弛刚性和抗变形能力有关。振动时效不仅能够减小和均化残余应力,还可提高材料的抗变形能力。对振动处理后的工件进行加静载和加动载试验,可证实这一点。
试验证明了振动处理的铸件比不经时效的铸件抗静载能力提高30﹪左右,抗动载能力提高1~3倍,抗温度变形能力也提高近30﹪。与经过热时效的铸件相比,振动件的抗静载能力提高40﹪以上,抗动载能力提高70﹪。
工件经振动时效后抗变形能力的提高可用循环加载下工件材料弹性性能的提高来解释。而振动时效实质上是对工件附加一种循环动应力。例如在5kg∕mm2动应力下的弹性模量提高10-20﹪,而在10kg∕mm2时提高30-50﹪。
振动消除应力系统技术参数
转数范围:2000 R/Min-8000 R/Min;
激振力调整范围:0-50KN;
电机额定功率:1500W;
适宜处理工件重量:≤100吨
稳速精度:±1R/Min;
加速度量程:0-50.0g;
电机额定电流:13A;
电机额定电压:150V;
供电电源电压:交流220V±10%,50HZ±4%;
绝缘等级:E级;
工作条件:环境温度:-10℃—+40℃;相对湿度:不大于80%(25℃)
圆环型构件的振动时效工艺
某厂生产的SYI1920/2850型风机叶轮是专门为发电厂引排粉尘设备配套的,以**直沿用热时效方式来消除焊接应力,由于量大,交货期短,热时效变形较严重,故委托我公司进行振动时效处理。
该叶轮外径2850mm,内径1920mm,厚度350mm,为焊接结构,属较典型园环形件,我们采用三点支撑,沿圆周上三点均布。激振器用C形卡具卡紧在内圆处,传感器放在叶轮的外圆周上,如图7-3.
图8-3 叶轮振动时效示意图
用VSRDS-08型振动时效装置测得该叶轮固有频率为10532r/min,共振峰值为43.3m/,这时选择的是K2型激振器,偏心量为28%左右。我们选择在峰值43.3m/的1/3所对应的频率10486 r/min下进行振动时效处理12分钟,在进行*二次扫频,可知,对该叶轮的振动时效处理时间为14分钟。该叶轮的参数及曲线如图7-4.
图8-4 叶轮振动时效前后的a-n曲线及参数
振动消除应力系统技术参数
转数范围:2000 R/Min-8000 R/Min;
激振力调整范围:0-50KN;
电机额定功率:1500W;
适宜处理工件重量:≤100吨
稳速精度:±1R/Min;
加速度量程:0-50.0g;
电机额定电流:13A;
电机额定电压:150V;
供电电源电压:交流220V±10%,50HZ±4%;
绝缘等级:E级;
工作条件:环境温度:-10℃—+40℃;相对湿度:不大于80%(25℃)